环境工程原理电子教案-第8章吸收.ppt

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1、第8章吸收第八章吸收第一节吸收的基本概念第二节物理吸收第三节化学吸收第四节吸收设备的主要工艺计算本章主要内容混合气体分离最常用的操作方法之一。依据混合气体各组分在同一种液体溶剂中物理溶解度（或化学反应活性）的不同，而将气体混合物分离的操作过程。本质上是混合气体组分从气相到液相的相间传质过程。一、吸收的定义与应用第一节吸收的基本概念液体溶剂——吸收剂混合气体中能显著溶于液体的组分——溶质几乎不溶解的组分——惰性组分吸收后得到的溶液——吸收液吸收后的气体——净化气第一节吸收的基本概念净化原料气及精制气体产品：比如用水（或碳酸钾水溶液）脱除合成氨

2、原料气中的CO2等。制取液体产品或半成品：比如水吸收NO2制取硝酸；水吸收HCl制取盐酸等。分离获得混合气体中的有用组分：比如用洗油从焦炉煤气中回收粗苯等。吸收在化工领域中的应用第一节吸收的基本概念净化有害气体：湿式烟气脱硫：如用水或碱液吸收烟气中SO2，石灰/石灰石洗涤烟气脱硫。干法脱硫：喷雾干燥烟气脱硫：SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收。水、酸吸收净化含NOx废气。回收有用物质：如用吸收法净化石油炼制尾气中的硫化氢的同时，还可以回收有用的元素硫。能够用吸收法净化的气态污染物主要有：SO2，H2S,HF和NOx等。其

3、他应用：曝气充氧吸收在环境领域中的应用第一节吸收的基本概念实例1.煤气生产中从焦炉煤气中回收苯的生产过程焦炉煤气在吸收塔内与洗油（贫油）逆流接触煤气中粗笨蒸汽被贫油吸收，吸收后的洗油称为富油，从塔底流出；富油经换热器升温后从塔顶进入解吸塔，过热蒸汽（惰性气体）从解吸塔底进塔，经解吸后的洗油称为贫油，贫油经换热器降温后再进入吸收塔循环使用。于解吸塔顶引出的气体为过热水蒸气与粗苯蒸汽的混合物，冷却后，因两凝液不互溶，液相分层，粗苯在上，水在下，从而取得粗苯产品实例2.工业制硫酸的理论分析：接触法制硫酸的反应原理是:用硫磺或黄铁矿、石膏、有色金属

4、冶炼厂的含二氧化硫烟气等作原料制取二氧化硫，使二氧化硫在适当的温度和催化剂的作用下氧化成三氧化硫，再使三氧化硫跟水化合生成硫酸。说明：1.选择制取要硫酸的原料从实际出发,世界上主要用硫磺作原料,而我国主要用黄铁矿作原料.2.SO2跟氧气是在催化剂的表面接触时起反应的,接触法的名称即由此而得.FeS2H2SO4SO3SO21、造气2、接触氧化3、三氧化硫的吸收制取硫酸流程图H2SO4SO3SO2SFeS2H2OO2O2O2V2O5概括为：三个阶段，三个方程，三个设备硫酸工业三方程3、SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）；△H=－130

5、.3kJ/mol2、SO2（g）+O2（g）SO3（g）；△H=－98.3kJ/molV2O5400—500℃121、S（S）+O2（g）SO2（g）;△H=－297kJ/molFeS2（S）+O2（g）Fe2O3（S）+2SO2（g）；△H=－853kJ/mol点燃高温11412三个反应方程式气体吸收和液体精馏的区别：吸收：为对气相混合物中的组分A、B的分离，以溶剂与气相接触，溶质A便从气相转入液相，而B则基本不溶于溶剂。即吸收操作利用的是各气体组分在一定溶剂中溶解度的差异；溶质A在气、液相间的平衡为“气-液”平衡，当A在溶液中浓度低时，

6、平衡关系服从亨利定律；溶质溶于液相，不存在气体液化问题。精馏：为对液相组分A、B的分离，利用液相组分挥发度的差异，加热溶液使之沸腾，从而产生气、液两相共存的情况易挥发组分较多地进入汽相；汽液平衡时，对于稀溶液其含量高的组分在一定浓度范围内服从拉乌尔定律，若为理想体系，则任何浓度时，A与B均服从拉乌尔定律。处理气体量大，成份复杂，同时含有多种气态污染物；吸收组分浓度低；吸收效率和吸收速率要求高；多采用化学吸收——如碱液吸收燃烧烟气中低浓度的SO2；多数情况吸收过程仅是将污染物由气相转入液相，还需对吸收液进一步处理，以免造成二次污染。吸收法净化

7、气态污染物的特点（与化工相比）第一节吸收的基本概念(1)按溶质和吸收剂之间发生的反应：物理吸收：水净化含SO2锅炉尾气化学吸收：碱液净化含SO2锅炉尾气(2)按混合气体中被吸收组分数目：单组分吸收：如用水吸收HCl气体制取盐酸多组分吸收：碱液吸收烟气（含SO2,NOx,CO2,CO等）(3)按体系温度是否变化：如果液相温度明显升高——非等温吸收如果液相温度基本保持不变——等温吸收单组分等温物理吸收是最简单和最基础的。二、吸收的类型第一节吸收的基本概念(1)简述吸收的基本原理和过程。(2)吸收的主要类型有哪些？(3)环境工程领域有哪些吸收过程

8、？(4)利用吸收法净化气态污染物的特点有哪些？本节思考题第一节吸收的基本概念一、物理吸收的热力学基础二、物理吸收的动力学基础本节的主要内容第二节物理吸收热力学讨论的是：过程发生的